摘 要:在多雨潮湿地区,路面水损害是沥青面层的主要病害之一,本结合宁盐公路道路养护中出现的水损害现象,分析了沥青路面水损害发生的原因,并从施工和设计的角度提出了防治施建议措施。
关键词:沥青面层 水损害 原因及措施
盐城市位于江苏省沿海中部,东濒黄海,全境为平原地貌,属地苏北里下河地区,水网密布,沟河纵横,地下水位较高,大部分地区海拨高度不足5米,最低海拨仅1米。在每年七、八月份汛期,沥青路面在多雨潮湿季节遭受水损十分常见。笔者结合盐宁公路水损的特点和养护的实践,对半刚性基层沥青路面水损进行了研究和探索,下面就这一问题进行分析,并对如何在设计、施工期间加以解决,做些不成熟的探讨。
1工程概述
盐宁公路盐城段全长约27公里,是盐城通往南京的主要干线道路,全线按一级公路标准设计,根据道路车流量预测结果,工程分二期实施,先期实施右边幅,于1999年建成通车。由于K0+000-K8+500段靠近盐城市区并穿过规划中的盐都新区,考虑到城市发展需要,在工程设计时,全线按低路堤设计,平均填土高度不足50cm,并在该段设置中央隔带,考虑到美观等因素,道路两侧均设置了高于路面的路缘石。由于原道路路基强度不足,在通车不到2年后局部出现不均匀沉降,路表排水不畅,加之地下水位较高,特别在2003年汛期,部分路段遭受连续大幅降雨后,全线出现不同程度的路面唧浆现象,局部还发生了路面凹陷、坑洞等破坏。通过现场分析,雨水和地下水的侵蚀使路面结构的承载力降低,是造成沥青路面损坏的主要原因。
2水损特点、过程及成因
2.1水损的特点
水损害常发生在雨季、黄梅雨季节、雨雪或春融季节,行车道破坏严重,破坏初期一般先有小块的网裂、冒白浆,然后松散成坑槽;发生水损的地方一般是透水严重又排水不畅的部位,如K4+250、K5+220等处通过开挖可见下在有积水或浮浆。
2.2沥青路面水破坏发生过程
沥青路面因结构渗水或裂缝漏水,水分进入混合料内部,或因局部汇水和不均匀沉降积水,使沥青面层泡在水中,水分进入沥青面层缝隙,排泄不畅会使其中充满自由水,逐步侵入到沥青与集料的界面上,以水膜或水气的形式存在,由于水动力的作用,沥青膜渐渐从集料表面剥离,并导致集科之间的粘结力部分丧失,沥青混合料不再成一个整体,集料在荷载作用下对基层表面产生撞击。水分继而滞留在半刚性基层顶面,在行车荷载的作用下,自由水形成了高压水流,冲刷基层表面和孔隙中的细料,而一旦行车荷载瞬间消失,有压水又会变成自由水,细粒冲出一段距离后逐渐沉淀,占据该处孔隙的空间,这就是水对基层的冲刷过程。如果基层的孔隙或裂缝一直延伸到路基,而路基地下水位又较高,毛细作用会很强,冲刷作用也会对基层以下一定深度范围内的地基产生类似的影响。而行车荷载在车行道上的频繁作用,使得这种过程日而复始地进行,细料不断地被带出然后沉淀,渐渐地将行车荷载作用范围内面层、基层中的孔隙及裂缝空间占满,使有压水的影响范围不断扩大,最终将细料沿孔隙和裂缝处以浆的形式带出面层表面,这就是初期路面“浸水破坏”的征状。
随着路面唧浆的发展,面层以下的结构被有压水掏成空穴,或由于路基强度不均匀沉降和基层厚度不足,在行车荷载作用下造成路面不均匀沉降,导致沥青面层开裂下陷,而在原沥青面层裂缝两侧产生新的裂缝,形成低洼直至坑槽,遇水后会出现路面碎裂、唧浆、坑洞等各种“遇水破环”的典型现象,加速了路面破坏的进程。
2.3水损成因分析
2.3.1降水量大、地下水高
降水量大、地下水丰富且水位高,路面基层、路基常处于潮湿状态,冲刷作用剧烈,是导致水损的根源。
2.3.2沥青面层空隙率大